EDIT : Câu hỏi này dẫn đến một cuộc thảo luận dài. Điều rất quan trọng để hiểu rằng thực tế là tốc độ CPU không tăng trong những năm qua có liên quan đến các khía cạnh thương mại và không liên quan trực tiếp đến bất kỳ vấn đề kỹ thuật hoặc vật lý nào. Bạn có thể kiểm tra liên kết này để biết tần số cao nhất đạt được với các CPU hiện có bằng cách ép xung và siêu lạnh.
Từ phát minh ra PC đầu tiên và cho đến đầu năm 2000, tham số chính của mỗi CPU là tần số của nó (tần số hoạt động tối đa). Các nhà sản xuất đã cố gắng đưa ra các công nghệ mới cho phép tần số cao hơn và các nhà thiết kế chip đã làm việc rất chăm chỉ để phát triển các kiến trúc vi mô cho phép chip chạy với tần số cao hơn.
Tuy nhiên, khi các con chip trở nên nhỏ hơn và nhanh hơn, vấn đề tản nhiệt phát sinh - khi toàn bộ lượng nhiệt được tạo ra bởi các bóng bán dẫn không thể tiêu tan, các con chip đã bị hỏng. Các kỹ sư bắt đầu gắn các bộ tản nhiệt vào bộ xử lý, sau đó là quạt, nhưng cuối cùng họ đã đi đến kết luận rằng phương pháp tăng tần số CPU không còn thực tế về mặt hiệu suất tăng thêm trên mỗi chi phí.
Nói cách khác: tần số CPU có thể tăng lên, nhưng điều này làm cho CPU (trên thực tế, không phải CPU mà là cơ chế làm mát) quá đắt. Người tiêu dùng sẽ không mua máy tính đắt tiền nếu có một sự thay thế .
Nhìn chung, các quy trình công nghệ hiện tại cho phép hoạt động ở tần số rất cao (trên ~ 3GHz mà Intel thường sử dụng và thậm chí 5GHz của AMD không phải là mức trần). Tuy nhiên, chi phí liên kết của các thiết bị làm mát được yêu cầu ở các tần số cao này là quá cao.
Tôi muốn nhấn mạnh điều này: không có hiệu ứng vật lý nào ngăn cản sự phát triển của bộ xử lý 8-10GHz với công nghệ hiện tại . Tuy nhiên, bạn sẽ phải cung cấp một cơ chế làm mát rất tốn kém để ngăn chặn bộ xử lý như vậy bị cháy.
Hơn nữa, các bộ xử lý thường hoạt động theo kiểu "nổ" - chúng có thời gian nhàn rỗi rất dài, sau đó là các khoảng thời gian ngắn, nhưng rất chuyên sâu (và do đó tiêu thụ năng lượng cao). Các kỹ sư có thể xây dựng bộ xử lý 10GHz hoạt động ở tần số cao nhất trong một khoảng thời gian ngắn (và không cần làm mát thêm vì thời gian ngắn), nhưng cách tiếp cận này cũng bị từ chối vì vô dụng (đầu tư cao vào phát triển so với mức tăng đáng ngờ ). Tuy nhiên, sau những cải tiến kiến trúc vi mô trong tương lai, phương pháp này có thể được xem xét lại. Tôi tin rằng bộ xử lý AMD 5GHz này không hoạt động liên tục ở mức 5GHz, nhưng tăng xung nhịp bên trong của nó lên tối đa trong các vụ nổ ngắn.
GIỚI HẠN VẬT LÝ:
Có giới hạn vật lý đối với tốc độ xung nhịp tối đa có thể đạt được cho mỗi công nghệ xử lý (phụ thuộc vào kích thước tính năng tối thiểu của công nghệ), tuy nhiên tôi nghĩ rằng bộ xử lý cuối cùng của Intel đã thực sự bị đẩy đến giới hạn này là Pentium 4. Điều này có nghĩa là ngày nay, khi công nghệ tiến bộ và kích thước tính năng tối thiểu bị giảm (trong khi đó theo luật Moore), lợi ích duy nhất từ việc giảm này là bạn có thể điều chỉnh logic nhiều hơn vào cùng một khu vực (các kỹ sư không còn đẩy tần số CPU đến giới hạn của công nghệ).
BTW, giới hạn trên không thể tăng mãi mãi. Đọc về luật của Moore và các vấn đề liên quan đến thiết bị tiếp theo của nó.